DE2042150C3

DE2042150C3 - Verfahren zur Wärmebehandlung von Polyamidfäden

Info

Publication number: DE2042150C3
Application number: DE2042150A
Authority: DE
Inventors: Takuji Kodaira Tokio Fukuda; Toshiyuki Tokio Ueda
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1969-08-26
Filing date: 1970-08-25
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2042150B2; GB1312337A; DE2042150A1; US3739055A

Description

Atmosphärendruck einer relativen Feuchtigkeit von 65% ausgesetzt, und die Länge (Lo) wurde bestimmt. Anschließend wurde der Reifencord 30 Minuten bei Atmosphärendruck auf 175^DC erhitzt, um eine ausreichende Wärmeschrumpfung zu erzielen. Anschließend wurde bei einer Temperatur von 24⁰C unter Atmosphärendruck und einer relativen Feuchtigkeit von 65% 5 Minuten lang eine Last von 0,8 g/Denier angelegt. Anschließend wurde die Länge (L) bestimmt.

Lo

-100

Die prozentuale Wärmeschrumpfung S wurde wie folgt gemäß der Formel (2) bestimmt:

Eine Probe Reifencord wurde bei einer Temperatur vor. 24°C unter Atmosphärendruck und einer relativen Feuchtigkeit von 65% einer Last vun 0,004 g/ Denier ausgesetzt und die Länge (Lo) bestimmt. Anschließend wurde der Reifencord 30 Minuten bei 177°C belassen und anschließend die Länge (Z.) bestimmt.

Lo-L Lo

100

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kurven zeigen die Abhängigkeit der prozentualen Wärmeschrumpfung S¹ und der Kriechdehnung G von der Anzahl der abwechselnden Wärmebehandlungen bei verschiedenen Behandlungstemperaturen und F i g. 3 die Abhängigkeit der prozentualen Wärmeschrumpfung 5 und der ίο Kriechdehnung G von der Anzahl der abwechselnden Wärmebehandlungen bei zwei Proben, bei denen die Zugspannung bei der Wärmebehandlung unter Spannung verschieden ist.

,. B e i s ρ i e I 1

Es wurden Reifencorde 1260 den χ 2 aus Nylon-6 untersucht, wobei die Bedingungen der Wärmebehandlung und die Anzahl der abwechselnden Wärmebehandlungen geändert wurde, und die prozentuale *o Wärmeschrumpfung S und die Kriechdehnung G wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 und in den Fig. 1 und 2 angegeben.

Tabelle 1

	Versuch Nr. 1	Versuch Nr. 2
Bedingungen:
Wärmebehandlung unter
Spannung	180'C χ 4 kg χ 36 see	200"Cx 4 kg χ 36sec
Wärmebehandlung unter
Entspannung	180^JCx 1 kg χ 36 see	200⁰Cx 1 kg χ 36 see
Anzahl der abwechselnden
Behandlungen	I 3 5 10	1 3 5 10
Prozentuale Wärme-
schrunipfung S ( "„)	14,35 14.17 13,70 13.00	10,95 10,65 10,15 8,70
Kriechdelmung G ( "„)	5.72 5,65 5.22 4,91	4,75 4,58 4,25 3,85
	Versuch Nr. 4	US-PS 2 807 863
Bedingungen:
Wärmebehandlung unter
Spannung	23O¹C x 4 kg x 36 see	200° C χ 4 kg χ 36 see
Wärmebehandlung unter
Entspannung	230¹Cx 1 kg χ 36 see	160⁰CxI kgx36sec
Anzahl der abwechselnden
Behandlungen	1 2 3	3
Prozentuale Wärme
schrumpfung 5' ("„)	4,19 4,78*)	13,70
Kriechdehnung G("„)	6,68 6,68*)	6,21
• I gerissen

Versuch Nr. 3

220 ¹C χ 4 kg χ 36 see 22O^JCx 1 kg χ 36 see

1 3 5 10

8,20 7,45 6,78 6,07 3,50 3,15 2,98 2,92

Wie aus der Tabelle 1 und den F i g. 1 und 2 hervorgeht, zeigt die prozentuale Wiirnieschrumpfung .S', wenn die Wärmebehandlungen bei gleicher Last und Bchandlur.gs/ci! durchgeführt

nissc, wenn die Temperaturen innerhalb des Bereichs von 180 bis 220 C höher licf-t. Fhenso sind die bei der Kriechdehnung erhaltenen Werte besser. Bei einer ~p _ ...... ιίλ-'ύ' -"*⁽¹,t der Fuden jedoch, und es

können keine guten Ergebnisse erhalten werden.

Aus diesem Vergleich geht hervor, daß bei sonst ähnlichen Arbeiten (gleiche Bedingungen unter Spannungen und lediglich unterschiedliche Temperatur bei der Entspannung) mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens überraschend bessere Ergebnisse erzielt werden konnten als mit dem Verfahren nach der US-PS bei dem die Entspannung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird.

Beispiel 2

Nylon-i>-Reifencord 1260 den χ 2 wurde unter Zugspannungen von 4 kg und 3 kg im belasteten Zustand und 1 kg im entlasteten Zustand in der Wärme behandelt, und die prozentuale Wärmeschrumpfiing sowie die Kriechdehnung wurden bestimmt. Man erhielt die in der Tabelle 2 und in K i g. 3 angegebenen Werte.

Tabelle

Bedingungen:

Wärmebehandlung unter Spannung

Wärmebehandlung unter Entspannung ...

Anzahl der abwechselnden Behandlungen

Prozentuale Wärmeschrumpfung S ("J ..
Kriechdehnung G (°_o)

Versuch Nr. 3

22O⁰C x 4 kg x 36 see
220°C χ 1 kg χ 36 see

1 3 5 10

8,20 7,45 6,78 6,07
3,50 3,15 2.98 2,92

Versuch Nr. 5

220°	Cx3	kg χ 36	see
220^rj	Cx 1	kg χ 36	see
1	3	5	10
9,35	8,40	8,05	7,50
3,87	3,52	3,03	2,81

Aus Tabelle 2 und F i g. 3 geht hervor, daß die prozentuale Wärmeschrumpfung S und die Kriechdehnung G bei Versuch 3, bei dem die Wärmebehandlung unter einer höheren Zugspannung durchgeführt wird, besser ist als bei Versuch 5.

Außerdem ist aus den Versuchen zu ersehen, daß

die prozentuale Wärmeschrumpfung S und die K. riech dehnung C geringer werden, also die Stabilisierung besser wird, je höher die Anzahl der abwechselnden Wärmebehandlungen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

sehen zwei Spannungsbehandlungsstufen, die im BePatentanspruch: reich zwischen 180 und 220° C statfinden, bei einer

Temperatur im Bereich von 155 bis 165° C einer

Verfahren zur Wärmebehandlung von Poly- Entspannunjjsbehandlung unterworfen und dann unamidfäden, bei dem man die Fäden wiederholt 5 ter verminderter Spannung aufgewickelt. Dieses Verzunächst bei einer Temperatur im Bereich zwi- fahren hat den Nachteil, daß in der Entspanr.ungsschen 180 und 220⁰C 36 Sekunden lang unter behandlungsstufe eine andere Temperatur aufrechteiner Spannung von 0,60 bis 1,59 g/den einer erhalten weiden muß als in der Spannungshehand-Spannungsbehandlung unterwirft und anschließend lungsstufe, was eine zusätzliche Temperaturregelungs-36 Sekunden lang unter einer Spannung von nicht io einrichtung erfordert. Ferner sind die nach diesem mehr als 0,9 g/den einer Entspannungsbehandlung bekannten Verfahren hergestellten Fäden hinsichtlich unterwirft, dadurch gekennzeichnet, ihrer Stabilität gegen Wärme und Zug noch nicht zudaß man die Fäden mindestens dreimal bei glei- friedenstellend.

eher Temperatur im Bereich zwischen 180 und Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein

220° C der Spannungs- und Entspannungsbehand- 15 Verfahren zur Wärmebehandlung von Polyamidfäden lung unterwirft. zu schaffen, bei dem unter Anwendung üblicher Ap

paraturen zur Wärmebehandlung die Fäden eine hohe Stabilität gegen Wärme und Zug erhalten, wodurch elastische Produkte, die diese Fäden enthalten, be-

ao sonders Reifen, eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit

und Formbeständigkeit erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man die Fäden abwechselnd mindestens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärme- _a5 dreimal bei gleicher Temperatur im Bereich zwischen behandlung von Polyamidfäden, bei dem man die 18O und 220° C der Spannungs- und Entspannungs-Fäden mehrmals zunächst bei einer Temperatur im behandlung unterwirft.

Bereich zwischen 180 und 220° C 36 Sekunden lang I_n den Polyamidfäden wandelt sich bei der Wärmeunter einer Spannung von 0,60 bis 1,59 g/den einer behandlung unter Entspannung der strukturell unbe-Spannungsbehandlung unterwirft und anschließend ₃₀ ständige Bereich in einen stabilen Bereich um, und 36 Sekunden lang unter einer Spannung von nicht die Kristall-Stabilität wird verbessert und die Molemehr als 0,39 g/den einer Entspannungsbehandlung kül-Orientierung verringert, während bei der Wärmeunterwirft, behandlung unter Zug die Molekül-Orientierung ver-Polyamidfäden, besonders solche aus Nylon-6, be- bessert wird und die Kristall-Stabilität abnimmt. Bei sitzen ausgezeichnete physikalische Eigenschaften, wie _{35 d}em erfindungsgemäßen Verfahren werden diese Tat-Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Abriebfestigkeit und _sachen ausgenutzt, und die Wärmebehandlung unter ähnliches, so daß sie als Cord zur Verstärkung von _{Zug und d}i_e Wärmebehandlung unter Entspannung elastischen Materialien, besonders als Reifencord, ge- _werden wiederholt abwechselnd durchgeführt, wobei eignet sind. Andererseits schrumpfen diese Fäden bei die Verringerung der Festigkeit auf ein Minimum einer Erhöhung der Temperatur sehr viel stärker oder ₄₀ vermindert werden kann und die Molekül-Orientiedehnen sich, bei Zug stärker aus als andere Fäden wie _rung f_lxi_{ert w}j_rd _und die Wärme-Stabilität und Zug-Rayon, Polyester und ähnliches, und daraus resultiert Stabilität verbessert werden.

bei einer Änderung der Temperatur eine ungleich- _Bei einer Temperatur unterhalb von 180⁰C ist die

mäßige Schrumpfung oder, bei einer leichten Ände- wirkung der abwechselnden Wärmebehandlung gerung des Zuges, eine ungleichmäßige Ausdehnung, _{45 ringi} während bei einer Temperatur von mehr als und folglich wird die Form und Elastizität des 220° C der Polymerisationsgrad und damit die Festig-Produktes uneinheitlich. Bei Reifen, die mit diesen ^₆J₁ abnimmt

Fäden verstärkt worden sind, ändert sich die _Wenn die Zugspannung bei der Wärmebehandlung

Struktur bei einer Änderung der Temperatur und _unter Spannung mehr als 1,5 g/den beträgt, verringert des Zuges während der Herstellung empfindlich, 50 sich die Festigkeit, während bei einem Zug von weni- und die Gleichmäßigkeit der Form und Elastizität _{ger a}ls 0,6 g/den die Wirkung nur gering ist. Die (im folgenden nur als Gleichmäßigkeit bezeichnet) Wärmebehandlungen werden vorzugsweise mindestens sowie die Einheitlichkeit der Form bzw. die Streu- fünfmal abwechselnd durchgeführt,
breite der Produkte untereinander, wenn mehrere Zur Wärmebehandlung ist eine besondere Appa-

gleiche Produkte betrachtet werden (im folgenden als 55 ratur nicht notwendig, als Heizmedium kann Luft verForm-Stabilität bezeichnet), sind schlecht. Das macht wendet werden. Demnach kann die Behandlung mit die Herstellung der Reifen sehr schwierig und ver- geringen Kosten durchgeführt werden.
hindert ein gleichmäßiges Laufen des Reifens und Die prozentuale Wärmeschrumpfung S und die

erhöht das Geräusch und erzeugt ein für den Fahrer Kriechdehnung C, die in den folgenden Formeln anunangenehmes Gefühl. 60 gegeben sind, sind in Proben, die häufig der abwech-Entsprechcnd war bisher die Verbesserung der selnden Wärmebehandlung unterworfen worden sind. Form-Stabilität von Polyamidfäden, besonders von wesentlich herabgesetzt, verglichen mil Proben, die Nylon-6, ein sehr wichtiges Problem für den Fach- _nur einmal der" abwechselnden Wärmebehand.unfj mann, und es. wurde eine Reihe Versuche unternom- unterworfen worden sind.

men, um eine solche Verbesserung zu erzielen. Bei 65 _Dj_c Kricchdehnung.Ci wurde wie folgt gemäß der einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Formel (I) bestimmt:

Reifencord entsprechend der eingangs angeführten Eine Probe Reifenc.ird wurde unter einer Las! v.;:i

Gattung (US-PS 28 07 863) werden die Fäden zwi- 0,004 g/Denier bei einer Temperatur von 24' C unter